The freefall of grapefruit from 10 m does not skada the pulp, den Arapaimas fish living in the Amazon resist the attackera of piranhas’ triangular teeth arrays, Skal från havsvarelsen med fjol är hårda och sprickbeständiga,……….
I ovanstående fall använder naturen hierarkiska strukturer för att ge skydd mot extrema belastningar.
Inspirerade av dessa exempel på levande varelser som använder hierarkiska strukturer för skydd, har forskare utvecklat ett nytt "arkitektat material" som kallas Proteus (efter den formskiftande mytiska guden) som har liknande egenskaper.
Proteus, the new lightweight Materialet (only 15% of steel density) is both highly deformable and ultra‐resistant to dynamic point loads thus is ej skärbar av en vinkelslip och en borrmaskin.
Det är metalliskt skum tillverkat av aluminiumoxidkeramiska sfärer inkapslade i ett cellulärt aluminium. Denna nya metallisk-keramiska, hierarkiska struktur är känslig för interna vibrationer under lokal belastning. Dessa svängningar är utformade för att inträffa när ett roterande skärverktyg stöter på en keramisk sfär på sin väg. Kontakten med det keramiska segmentet ger en lokal belastning på kanten av en roterande skiva, vilket leder till högfrekventa vibrationer utanför planet.
When cut with an angle grinder or drill, the interlocking vibrational connection created by the ceramic spheres inside the casing blunts the cutting disc or drill bit. The ceramics also fragment into fine partiklar, which fill the cellular structure of the material and harden as the speed of the cutting tool is increased.
Proteus verkar ha industriella tillämpningar för att tillverka cykellås, lätta pansar och skyddsutrustning för proffs som arbetar med skärande verktyg.
***
Källa:
Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. et al. Icke skärbart material skapat genom lokal resonans och töjningshastighetseffekter. Publicerad: 20 juli 2020. Scientific Reports 10, 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
